jueves, 30 de junio de 2016
TERCERA CLASE: CONDUCTA ELÉCTRICA
CONDUCTA ELÉCTRICA
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| Prado, M. (2016). Conducta de entrada [figura]. recuperado de http://portafolioelectromagnetismo.blogspot.com.co/2016/06/conducta-de-entrada.html |
Entre dos o más cargas aparece una fuerza denominada fuerza eléctrica (Fe) cuyo módulo depende de el valor de las cargas y de la distancia que las separa, mientras que su signo depende del signo de cada carga. A continuación se presentara un ejercicio donde se tendrá que hallar el valor de la fuerza eléctrica.
Ejercicio: Una carga positiva q1 = +8nmC se encuentra en el origen y una segunda carga positiva q2 = +12nmC están en el eje x a la distancia de a = 4 m. determinar:
a) la fuerza electrica que se ejercen estas dos cargas
b) la magnitud del campo electrico resultante en el punto P1 sobre el eje x = 7m
c) la magnitud del campo electrico resultante en el punto P2 sobre el eje x = 3m
a continuación dibujar los campos electricos en los puntos P3 y P4 en su respectivo campo electrico.
ahora realizaremos uno ejercicio que permita acercarnos mas a la realidad.
ejercicio: En el átomo de hidrógeno, el electrón esta separado del proton por una distancia aproximadamente de 5,3×10−11m. ¿ cual es la fuerza eléctrica estática ejercida por el proton sobre el electrón?
por un lado se debe conocer la carga eléctrica tanto del pronto como del electrón.
carga del electrón = -1.67×10−19C
carga del proton = 1.67×10−19C
ejercicio: dibujar la fuerza que hace el electrón al proton.
ejercicio:determinar el campo eléctrico sobre el eje y en y= 3m, para las cargas que se muestran en la figura.
Movimiento de cargas eléctricas en campos eléctricos uniformes
un campo eléctrico es uniforme si su magnitud y su dirección permanece constante en el tiempo.
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| Campo gravitatorio en la tierra y aceleración de la gravedad. recuperado de http://intercentres.edu.gva.es/iesleonardodavinci/Fisica/Campo_gravitatorio/Campo_gravitatorio05.htm |
para estos campos eléctricos uniformes se tiene en consideración dos casos:
Casos I: La partícula (Vo = 0) cargada se deja o ingresa al campo con una velocidad paralela a el.
La aceleración siempre es constante.
La partícula se mueve en la misma dirección del campo eléctrico.
- si la carga es positiva la partícula
- se mueve en el mismo sentido del campo eléctrico.
- si la carga es negativa la partícula se mueve en el sentido contrario del campo magnético.
Casos II: La partícula cargada ingresa perpendicularmente al campo.
a continuación se muestra el movimiento del eje x - y en el plano.
Por ultimo se realizara algunos ejercicios que muestran como se mueven las particulas en los campos eléctricos.
Ejercicio: Un electrón se proyecta en un campo eléctrico uniforme con E = 1000 N/C i, con una velocidad inicial de Vo = 2×106m/s i. en la dirección del campo . ¿que distancia recorre el electrón antes de detenerse?
Ejercicio: un electron se proyecta en el interior de un campo eléctrico uniforme E = -2000 N/C j, cn una velocidad inicial Vo = 10×106m/s i pernedicular al campo eléctrico. ¿ cuanto se habrá desviado el electrón si ha recorrido 1cm en dirección x.
martes, 28 de junio de 2016
SEGUNDA CLASE: ELECTROSTÁTICA
ELECTROSTÁTICA
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| Laguna,M. (2013). Fisica [figura]. recuperado de http://blogcreativodefisica.blogspot.com.co/ |
La fuerza electromagnética es la interacción que se da entre cuerpos que poseen carga eléctrica. Cuando las cargas están en reposo, la interacción entre ellas se denomina fuerza electrostática. Dependiendo del signo de las cargas que interaccionan, la fuerza electrostática puede ser atractiva o repulsiva. (Blas y Fernandez,2014).
tema I: Estructura de la materia
Hace muchos años Democrito, filósofo griego y matemático que vivió entre los siglos V-IV a. C, afirmo que la naturaleza está formada por partículas
muy pequeñas e indivisibles. Pero fue Jhon Dalton quien propuso la "teoria atomica" en el año 1808, donde postula que la materia está formada por partículas indivisibles y pequeñas llamadas átomos. estos átomos a su vez están formados por un núcleo que contiene dos tipos de partículas: los protones (tienen carga eléctrica positiva) y los neutrones (sin carga eléctrica). Ambas partículas tienen una masa similar. En torno del núcleo se encuentran los electrones, que tienen carga eléctrica negativa y una masa más pequeña que la correspondiente a los protones y neutrones.
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| Pinea, W. (2014). Átomos, moléculas y vida [figura]. recuperado de http://soyconstructordelaeducacion.blogspot.com.co/2014/03/atomos-moleculas-y-vida.html |
La masa del electrón respectivamente es de 9,1094×10−31 kg
La masa del proton respectivamente es de 1,67×10−27 kg
mp / me = (1,67×10−27 kg / 9,1094×10−31 kg = 1833
así pues: mp = 1833 me
en estado neutro el numero de electrones es igual al numero de protones.
A la carga eléctrica se le designa con
la letra q.
La unidad de medida de carga
eléctrica es el Coulomb [C].
La unidad de carga eléctrica es el
electrón (e) y su carga eléctrica es
e = 1,602x10-19 [C] y para efectos de cálculos si la carga de
un cuerpo es un número entero de
electrones, se utiliza e = - 1,6x10-19 [C].
Si fuera un cuerpo que está cargado
positivamente, para cálculos se utiliza
e = 1,6x10-19 [C]. Por otro lado la carga eléctrica de un proton es de 1,6x10-9 [C].
Tema II: electrizacion por frotamiento
La electricidad estática se produce cuando ciertos materiales se frotan uno contra el otro, como lana contra plástico, donde el proceso de frotamiento causa que se retiren los electrones de la superficie de un material y se reubiquen en la superficie del otro material que ofrece niveles energéticos más favorables.
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| Análisis de circuitos en ingeniería, (2014). Carga eléctrica [figura]. recuperado de https://analisisdecircuitos1.wordpress.com/2014/08/27/capitulo-07-carga-electrica/ |
Cuando un cuerpo se frota la carga se transfiere de un cuerpo al otro, uno de los cuerpos adquiere un exceso de carga positiva y el otro un exceso de carga negativa. Los objetos cargados con carga del mismo signo, se repelen. Los objetos cargados con cargas de distinto signo, se atraen.
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Cargas eléctricas [figura]. recuperado de http://www.tecnojose.es/tecnologia_2eso_electricidad_01_electricidad.htm
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| Análisis de circuitos en ingeniería, (2014). Carga eléctrica [figura]. recuperado de https://analisisdecircuitos1.wordpress.com/2014/08/27/capitulo-07-carga-electrica/ |
Tema III: Propiedades de las cargas eléctricas
- hay dos tipos de cargas eléctricas.
- las cargas eléctricas similares (de la misma carga) se repelan y las de signos opuestos se atraen.
- las cargas eléctricas están cuantificadas.
donde N es un numero entero.- las carga eléctrica en la naturaleza es constante.
tema IV: Tipos de materiales
existen tres tipos de materiales: conductores, semiconductores y aislantes.
los materiales conductores que son aquellos que permiten movimiento de las cargas eléctricas a través de ellos, los materiales semiconductores son aquellos en que sus propiedades eléctricas se distinguen por encontrarse entre los conductores y los aisladores y los materiales aisladores son los que retienen las cargas eléctricas sin permitir su desplazamiento hacia otros partes del. cuerpo.
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| Sosa, A. (2014). Tabla de materiales conductores, semiconductores y aislantes [figura]. recuperado de http://andresrodriguezsosa.blogspot.es/categoria/cientifica/ |
tema V: Ley de Coulomb
La ley de Coulomb fue estudiada en 1785 por medio de un instrumento llamado balanza de torsión, en el cual se pudo realizar mediciones que permitían establecer el valor de la fuerza de interacción entre cargas eléctricas. Además, se constató que cargas del mismo signo se repelen y cargas de signos contrarios se atraen.
se debe tener claro que la las fuerzas deinteracion cuando se habla en relación a masa es diferente puesto que la fuerza entre masas se atraen.
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| ley experimental de coulomb [figura] recuperada en https://3rofisicaisfd95.wikispaces.com/Ley+experimental+de+Coulomb |
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| Bruno, H. (2012). Balanza de torsion de Coulomb [figura]. recuperado de http://fisicahildel.blogspot.com.co/2012/02/balanza-de-torsion-de-coulomb.html
este grandioso aparato permitió comprobar la ley que rige la fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas eléctricas, este aparato se basa en el principio demostrado por Coulumb que dice que las fueran de torsión es proporcional al angulo de torsión.
tema VI: Campo eléctricoEl campo eléctrico se define como la fuerza eléctrica por unidad de carga. La dirección del campo se toma como la dirección de la fuerza que ejercería sobre una carga positiva de prueba. El campo eléctrico esta dirigido radialmente hacia fuera de una carga positiva y radialmente hacia el interior de una carga puntual negativa.la fuerza de atracción entre cargas se miden en Newton. Para los campos eléctricos se reconocerá una una carga de prueba simbolizada como q0 la cual se caracteriza por ser siempre positiva y de valor pequeño.
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| campo eléctrico [figura] |
donde r es la distancia entre la carga del proton y la carga de prueba.
la intensidad del campo eléctrico se representa con la letra E y la ecuación que determina la intensidad del campo eléctrico es:
donde k representa la constante de Coulomb y q es la carga.
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| Potencial electrico [figura]. recuperado de http://emilioescobar.org/u2/u2.htm |
si el r es mas grande el campo eléctrico (E) es pequeño mientras que si el r es pequeño el campo eléctrico es mas grande.
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| campo eléctrico entre dos cargas opuestas que se atraen [figura] |
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| Cano, J. (2004). Lineas de campo electrostático. cargas negativas [figura]. recuperado de http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/3000/3231/html/2_lneas_de_campo_electrosttico.html |
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| Cano, J. (2004). Lineas de campo electrostatico [figura]. recuperado de http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/3000/3231/html/2_lneas_de_campo_electrosttico.html |
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| Cano, J. (2004). Lineas de campo electrostático. cargas opuestas [figura]. recuperado de http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/3000/3231/html/2_lneas_de_campo_electrosttico.html |
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| Cano, J. (2004). Lineas de campo electrostático. cargas positivas [figura]. recuperado de http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/3000/3231/html/2_lneas_de_campo_electrosttico.html |
tema VII: Ecuaciones
E = intensidad del campo eléctrico
Fe = Fuerza de atracción
K = constante de Coulomb
Eo = constante de permitividad
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